JPH0315351B2 - - Google Patents
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- JPH0315351B2 JPH0315351B2 JP57032008A JP3200882A JPH0315351B2 JP H0315351 B2 JPH0315351 B2 JP H0315351B2 JP 57032008 A JP57032008 A JP 57032008A JP 3200882 A JP3200882 A JP 3200882A JP H0315351 B2 JPH0315351 B2 JP H0315351B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/01—Manufacture or treatment
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- Semiconductor Memories (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はスタテイツク形の半導体記憶装置の
構成に関するもので、主としてGaAs基板を用い
たものの特性向上に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the structure of a static type semiconductor memory device, and mainly relates to improving the characteristics of a device using a GaAs substrate.
スタテイツクRAMは双安定のフリツプ・フロ
ツプ回路をメモリセルとして用い、どちらかの安
定状態を“1”、その反対を“0”として情報を
記憶する。従つて電源が供給されている間は情報
を記憶していることになる。 Static RAM uses a bistable flip-flop circuit as a memory cell, and stores information by setting one of the stable states to "1" and the opposite to "0". Therefore, information is stored as long as power is supplied.
スタテイツクRAMのセル構成を第1図に示
す。メモリセルはフリツプ・フロツプを構成する
トランジスタT1〜T4と番地選択用トランジスタ
T5,T6の素子から成つている。図ではドライバ
ーがエンハンスメント形でロードがエンハンスメ
ント形のE/E形のインバータでフリツプ・フロ
ツプを構成した例を示す。ロードの構成によりデ
プレツシヨン形で作られたE/D形、CMOSで
作られたCMOSスタテイツク形及び負荷を抵抗
で形成したE/R形もある。いずれも基本的には
6素子でセルが構成されている。 Figure 1 shows the cell configuration of static RAM. The memory cells are transistors T1 to T4 that form a flip-flop and an address selection transistor.
It consists of T 5 and T 6 elements. The figure shows an example in which a flip-flop is configured with an E/E type inverter in which the driver is an enhancement type and the load is an enhancement type. Depending on the load configuration, there is an E/D type made with a depletion type, a CMOS static type made with CMOS, and an E/R type where the load is formed with a resistor. Each cell basically consists of six elements.
第1図のメモリセルの基本動作を説明する。ア
ドレス信号により、本セルが選択されているもの
とする。この時T5,T6は導通し、T1,T2,T3,
T4からなるフリツプフロツプ(F/F)の状態
を読み出す。今T2がON、T1がOFF状態にある
とするとノードAはO電位、ノードBはVDDレベ
ルに有る。このためデータ線、データ線Dには
各々Hレベル、Lレベル読み出される。 The basic operation of the memory cell shown in FIG. 1 will be explained. It is assumed that this cell is selected by the address signal. At this time, T 5 and T 6 are conductive, and T 1 , T 2 , T 3 ,
Read the state of the flip-flop (F/F) consisting of T4 . Assuming that T2 is now ON and T1 is OFF, node A is at O potential and node B is at VDD level. Therefore, H level and L level are read to the data line and data line D, respectively.
一方F/Fを反転するには上記同様アドレス信
号により、本セルを選択し、DにHレベル、Dに
Lレベルを書き込むとT1が導したが非導通とな
り、F/Fが反転しアドレス線を非導通にするこ
とでノードBはLレベル、ノードAはHレベルを
維持する。 On the other hand, to invert the F/F, select this cell using the address signal as described above, write H level to D and L level to D, T1 conducts but becomes non-conductive, F/F inverts and the address By making the line non-conductive, node B maintains L level and node A maintains H level.
T5,T6トランジスタはメモリセルの読み出し、
書き込みのスイツチとして働くため、高速に動作
し且高集積化を可能にするにはできる丈占有面積
の小さいことが望ましい。 T 5 and T 6 transistors read memory cells,
Since it functions as a write switch, it is desirable that it operate at high speed and occupy a small area in order to enable high integration.
またデータラインD,Dには多数のメモリセル
が接続されているため、結合容量が大きくなり、
T5,T6トランジスタは駆動能力が大きい必要が
ある。 Also, since a large number of memory cells are connected to the data lines D and D, the coupling capacitance becomes large.
The T 5 and T 6 transistors need to have high driving capability.
本発明は上記のような点に鑑み、GaAs等の基
板を用いて構成されるスタテイツク形半導体記憶
装置において、番地選択用トランジスタを最小の
領域で形成すると共にバイポーラトランジスタ化
し、データラインD,Dに多数のメモリセルが接
続されても電流駆動能力が落ちないようにするこ
とを目的とするものである。 In view of the above-mentioned points, the present invention has been proposed in a static semiconductor memory device constructed using a substrate such as GaAs, in which an address selection transistor is formed in a minimum area and is made into a bipolar transistor, and data lines D and D are connected to each other. The purpose of this is to prevent the current driving ability from decreasing even when a large number of memory cells are connected.
本発明の一実施例を第2図に示す。第2図にお
いてメモリセルはQ1,Q2,Q3,Q4にMESFET
で構成され、番地選択用トランジスタQ5,Q6は
バイポーラ形トランジスタとする。アドレス信号
により本セルが選択されているものとする。今
Q2がON、Q1がOFF状態にあるとするとノード
CはO電位、ノードDはVDDレベルに有る。この
為データ線、データ線Dには各々Hレベル、Lレ
ベルが読み出される。一方このF/Fを反転する
には上記同様アドレス信号により本セルを選択
し、DにHレベル、DにLレベルを書き込むとノ
ードDがLレベル、ノードCがHレベルになり、
Q1がON、Q2がOFFし、F/Fが反転しアドレ
ス線を非導通にすることでノードDがLレベル、
ノードCがHレベルを維持する。 An embodiment of the present invention is shown in FIG. In Figure 2, the memory cells have MESFETs at Q 1 , Q 2 , Q 3 , and Q 4
The address selection transistors Q 5 and Q 6 are bipolar transistors. It is assumed that this cell is selected by the address signal. now
When Q2 is ON and Q1 is OFF, node C is at O potential and node D is at VDD level. Therefore, H level and L level are read to the data line and data line D, respectively. On the other hand, in order to invert this F/F, select this cell using the address signal as described above, write H level to D and L level to D, then node D becomes L level and node C becomes H level.
Q 1 turns ON, Q 2 turns OFF, F/F is inverted, and the address line becomes non-conductive, causing node D to go to L level.
Node C maintains H level.
第3図は本発明の一実施例を示すIC化断面図
をQ2,Q6及びQ1,Q5に着目し示したものであ
る。MESFETQ1,Q2は3−1,3−2を各々ソ
ース・ドレインとし5をゲート、4をチヤネル領
域とする。Q5,Q6のバイポーラトランジスタは
3−2をエミツタ、3−3をコレクタとし、2を
ベースとする。2のベース領域はアドレス線につ
ながれトランジスタのエミツタ3−3はデータ線
D,Dにつながる。 FIG. 3 is a sectional view of an integrated circuit according to an embodiment of the present invention, focusing on Q 2 , Q 6 , Q 1 , and Q 5 . MESFETs Q 1 and Q 2 have sources and drains 3-1 and 3-2, gates 5, and channel regions 4, respectively. In the bipolar transistors Q 5 and Q 6 , 3-2 is the emitter, 3-3 is the collector, and 2 is the base. The base region of transistor 2 is connected to the address line, and the emitter 3-3 of the transistor is connected to data lines D, D.
第4図は第3図に示したIC化構成の形成法を
示す。第4図において1は半導体基板であり、通
常半絶縁性の比抵抗を有するP基板が用いられ
る。基板全面に絶縁膜10を形成後、マスクを用
い、レジスト膜20を塗付する。2の領域をパタ
ーニング後P形のイオン注入○イにより、2の領域
を形成する。同様の手順にて再度絶縁膜10、レ
ジスト21で4の領域形成のためのパターンニン
グを行い、チヤネル領域となるn-のイオン注入
○ロを行い4の領域を形成する。引き続き第4図(C)
で示す通り、n+のイオン注入〇ハ を行い、3
−1,3−2,3−3の領域を形成する。全領域
を絶縁物で被覆、熱処理しMESFET及びバイポ
ーラトランジスタが形成される。第4図(d)でオー
ミツクコンタクトをとり、絶縁膜30をエツチン
グし、シヨートキーゲート50及び内部配線を完
了する。 FIG. 4 shows a method of forming the IC structure shown in FIG. In FIG. 4, 1 is a semiconductor substrate, and a P substrate having a semi-insulating resistivity is usually used. After forming the insulating film 10 on the entire surface of the substrate, a resist film 20 is applied using a mask. After patterning the region 2, the region 2 is formed by P-type ion implantation. Using the same procedure, the insulating film 10 and the resist 21 are again patterned to form the region 4, and n - ions are implanted to form the channel region, forming the region 4. Continuing to Figure 4 (C)
As shown in Figure 3, perform n + ion implantation 〇c.
-1, 3-2, and 3-3 areas are formed. MESFETs and bipolar transistors are formed by covering the entire area with an insulator and heat-treating it. In FIG. 4(d), ohmic contact is made, the insulating film 30 is etched, and the short key gate 50 and internal wiring are completed.
本発明になるバイポーラトランジスタは3−
2,2,3−3を各々エレクタ、ベース、エミツ
タとするNPNトランジスタであり、ベース2は
アドレス線にエミツタ3−3はデータ線につなが
る。バイポーラトランジスタの性能指数である電
流利得は3−2,3−3間で決まる構造上明らか
な通り、Self Alignで形成されるため、極めて大
きな値がえられる。又3−2はMESFETのドレ
インで有りバイポーラトランジスタのコレクタと
なる。2及び3−3を付加するのみで番地選択ト
ランジスタが構成できるので従来構成に比べ、構
成面積を著しく減少させることが可能になる。 The bipolar transistor according to the present invention is 3-
These are NPN transistors with 2, 2, and 3-3 serving as an erector, a base, and an emitter, respectively.The base 2 is connected to an address line, and the emitter 3-3 is connected to a data line. The current gain, which is the figure of merit of a bipolar transistor, is determined between 3-2 and 3-3.As is clear from the structure, since the bipolar transistor is formed in self-alignment, an extremely large value can be obtained. Further, 3-2 is the drain of the MESFET and serves as the collector of the bipolar transistor. Since the address selection transistor can be constructed by simply adding 2 and 3-3, the construction area can be significantly reduced compared to the conventional construction.
又3−2,3−3からなるトランジスタは謂ゆる
ラテラルNPNトランジスタであり、3−2をエ
ミツタ、3−3をコレクタとしてもその基本動作
は変らず番地選択トランジスタに要求される双方
向性の良さも本構成の他の利点となつていること
はいうまでもない。Furthermore, the transistors consisting of 3-2 and 3-3 are so-called lateral NPN transistors, and even if 3-2 is used as an emitter and 3-3 is used as a collector, the basic operation remains the same, and the bidirectionality required for an address selection transistor is maintained. Needless to say, the quality is another advantage of this configuration.
以上述べた所よりも明らかな通り、本発明はSi
以外の主としてGaAs基板を用いるスタテイツク
形半導体記憶回路において、少くとも2つの拡散
層を付加するのみで番地選択トランジスタの構成
が可能になり、セル面積を縮小できる。又従来問
題であつた大容量化に伴うデータ線容量の増大を
バイポーラトランジスタの駆動能力で償い又ラテ
ラルNPNトランジスタ化を図ることで非可逆特
性の対称性を理想的なものになし得る利点があ
る。 As is clear from the above description, the present invention
In a static type semiconductor memory circuit using a GaAs substrate other than the above, an address selection transistor can be configured by simply adding at least two diffusion layers, and the cell area can be reduced. In addition, there is the advantage that the conventional problem of increased data line capacitance due to increased capacity can be compensated for by the driving ability of bipolar transistors, and that the symmetry of irreversible characteristics can be idealized by using lateral NPN transistors. .
第1図はSi以外の主としてGaAsを基板とする
半導体スタテイツクRAMに用いられる構成図で
ある。
第2図は本発明の一実施例を示す半導体スタテ
イツクRAMの構成図で、Q1,Q2,Q3,Q4は
MESFET、Q5,Q6バイポーラトランジスタ。
VDDは電源VDDは接地、D,Dはデータ線、デー
タ線を示す。第3図は本発明の一実施例を示す
IC化断面図で、1は第一導電形の基板、2は第
一導電形領域。3−1,3−2,3−3は第二導
電形領域。4は第二導電形のチヤネル領域、5は
ゲート領域である。第4図は本発明の具体的構成
方法を示す説明図で、1,2,3−1,3−2、
3−3,4,5は第3図と同じであり、10は絶
縁膜、20,30はパターンニングのためのレジ
スト膜、40はシヨツトキーゲート及び内部配線
のための金属領域、50は拡散領域へのオーミツ
クコンタクト、○イはP形○ロはn-形○ハはn形のイ
オン注入を示す。
FIG. 1 is a block diagram used in a semiconductor static RAM whose substrate is mainly GaAs other than Si. FIG. 2 is a block diagram of a semiconductor static RAM showing an embodiment of the present invention, where Q 1 , Q 2 , Q 3 , and Q 4 are
MESFET, Q5 , Q6 bipolar transistor.
V DD is a power supply, V DD is ground, and D and D are data lines. FIG. 3 shows an embodiment of the present invention.
In the IC cross-sectional diagram, 1 is the first conductivity type substrate, and 2 is the first conductivity type region. 3-1, 3-2, and 3-3 are second conductivity type regions. 4 is a channel region of the second conductivity type, and 5 is a gate region. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a specific configuration method of the present invention, 1, 2, 3-1, 3-2,
3-3, 4, and 5 are the same as in FIG. 3, 10 is an insulating film, 20 and 30 are resist films for patterning, 40 is a metal region for Schottky gate and internal wiring, and 50 is a metal region for internal wiring. Ohmic contact to the diffusion region, ○A shows P-type ○B shows n - type ○C shows n-type ion implantation.
Claims (1)
し、第1トランジスタのゲートは第2トランジス
タのドレイン、第2トランジスタのゲートは第1
トランジスタのドレインにつながり、第1,第2
トランジスタのソースは共通に接地され、第3,
第4のトランジスタのソースは各々第1,第2ト
ランジスタのドレインにつながり、ゲート・ドレ
インは電源に共通接続されてなるフリツプフロツ
プと、該フリツプフロツプの記憶状態を番地選択
信号によりデータ線、データ線に転送する第5,
第6のトランジスタを備え、上記第5,第6のト
ランジスタのベースはアドレス線につながり、第
5トランジスタのコレクタは第1トランジスタの
ドレインと第3トランジスタのソース、第6トラ
ンジスタのコレクタは第2トランジスタのドレイ
ンと第4トランジスタのソースにつながり、第
5,第6トランジスタのエミツタの出力はデータ
線、データ線につながつていることを特徴とする
半導体記憶状置。 2 第5トランジスタのエミツタを第1トランジ
スタのドレインと第3トランジスタのソース、第
6トランジスタのエミツタを第2トランジスタの
ドレインと第3トランジスタのソース、第5,第
6トランジスタのコレクタ出力はデータ線、デー
タ線につながる特許請求の範囲第1項記載の半導
体記憶装置。 3 第3,第4トランジスタを抵抗体で構成した
特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置。 4 第1,第2,第3,第4トランジスタを
MESFET、第5,第6のトランジスタをバイポ
ーラNPNトランジスタとする特許請求の範囲第
1項記載の半導体記憶装置。 5 第1,第2トランジスタのドレインとバイポ
ーラトランジスタのエミツタあるいはコレクタを
共用してなる特許請求の範囲第1項ないし第4項
のいずれかに記載の半導体記憶装置。 6 第1,第2,第3,第4トランジスタを
MESFET、第5,第6トランジスタをバイポー
ラ・ラチラルトランジスタとする特許請求の範囲
第1項記載の半導体記憶装置。 7 半導体基板にGaAsを用い、第5,第6トラ
ンジスタのエミツタあるいはコレクタ形成を該第
1,第2トランジスタのドレイン・ソース形成
時、同時に形成してなる特許請求の範囲第1項記
載の半導体記憶装置。[Scope of Claims] 1 It has first, second, third, and fourth transistors, the gate of the first transistor is the drain of the second transistor, and the gate of the second transistor is the drain of the second transistor.
Connected to the drain of the transistor, the first and second
The sources of the transistors are commonly grounded and the third,
The source of the fourth transistor is connected to the drain of the first and second transistors, and the gate and drain are connected to the power supply in common, and the memory state of the flip-flop is transferred to the data line and the data line by an address selection signal. Fifth,
a sixth transistor, the bases of the fifth and sixth transistors are connected to the address line, the collector of the fifth transistor is connected to the drain of the first transistor and the source of the third transistor, and the collector of the sixth transistor is connected to the second transistor. A semiconductor memory device characterized in that the drain of the transistor is connected to the source of the fourth transistor, and the outputs of the emitters of the fifth and sixth transistors are connected to a data line and a data line. 2 The emitter of the fifth transistor is the drain of the first transistor and the source of the third transistor, the emitter of the sixth transistor is the drain of the second transistor and the source of the third transistor, the collector outputs of the fifth and sixth transistors are the data line, A semiconductor memory device according to claim 1, which is connected to a data line. 3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the third and fourth transistors are constructed of resistors. 4 First, second, third, and fourth transistors
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the MESFET and the fifth and sixth transistors are bipolar NPN transistors. 5. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the drains of the first and second transistors and the emitter or collector of a bipolar transistor are shared. 6 The first, second, third, and fourth transistors
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the MESFET and the fifth and sixth transistors are bipolar lateral transistors. 7. The semiconductor memory according to claim 1, wherein GaAs is used as the semiconductor substrate, and the emitters or collectors of the fifth and sixth transistors are formed simultaneously when the drains and sources of the first and second transistors are formed. Device.
Priority Applications (1)
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JP57032008A JPS58147887A (en) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | Semiconductor storage device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP57032008A JPS58147887A (en) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | Semiconductor storage device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS58147887A JPS58147887A (en) | 1983-09-02 |
JPH0315351B2 true JPH0315351B2 (en) | 1991-02-28 |
Family
ID=12346840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57032008A Granted JPS58147887A (en) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | Semiconductor storage device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS58147887A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101402381B1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-06-03 | 한국가스공사 | Remote place natural gas supply station using lng tank container and natural gas supply method using the same |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0636315B2 (en) * | 1983-12-23 | 1994-05-11 | 株式会社日立製作所 | Semiconductor memory |
GB2247550B (en) * | 1990-06-29 | 1994-08-03 | Digital Equipment Corp | Bipolar transistor memory cell and method |
-
1982
- 1982-02-26 JP JP57032008A patent/JPS58147887A/en active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101402381B1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-06-03 | 한국가스공사 | Remote place natural gas supply station using lng tank container and natural gas supply method using the same |
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JPS58147887A (en) | 1983-09-02 |
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